Учебное пособие 2062

Лабораторные работы № 5-8 Принципы управления

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»

Кафедра ракетных двигателей

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторным работам №5-8по дисциплине «Автоматика и регулирование жидкостных ракетных двигателей»

для студентов направления подготовки 160700.65 «Проектирование авиационных и ракетных двигателей» (специализация «Проектирование жидкостных ракетных двигателей») очной формы обучения

Часть 2

Воронеж 2015

1

Лабораторные работы № 5-8 Принципы управления

Составитель д-р техн. наук Г.И. Скоморохов

УКД 621.465-52

Методические указания к лабораторным работам №5-8 по дисциплине «Автоматика и регулирование жидкостных ракетных двигателей» для студентов направления подготовки 160700.65 «Проектирование авиационных и ракетных двигателей» (специализация «Проектирование жидкостных ракетных двигателей») очной формы обучения. Ч.2 / ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. Г.И. Скоморохов. Воронеж,

2015. 44 с.

Методические указания содержат краткие теоретические сведения по теме «Фундаментальные принципы управления» и описание виртуальных лабораторных работ №5-8 для экспериментального исследования и снятия нагрузочных характеристик системы управления.

Издание соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 160700.65 «Проектирование авиационных и ракетных двигателей» (специализация «Проектирование жидкостных ракетных двигателей»), дисциплине «Автоматика и регулирование ЖРД.

Предназначены для студентов 4 курса.

Лабораторная работа оформляется согласно требованиям СТП ВГТУ 62-

2007.

Методические указания подготовлены в электронном виде в текстовом редакторе MSWordи содержатся в файле AvtomatikaRD2-2015.doc.

Библиогр.: 3 назв.

Рецензент д-р техн. наук, проф. А.В. Иванов

Ответственный за выпуск зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. В.С. Рачук

Издаѐтся по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

© ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»,2015

2

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………….…… 3 1. Краткие сведения из теории. Принципы управления……….…………… 4

2.Фундаментальные принципы управления……………………..…………. 4 2.1. Принцип разомкнутого управления………………………………... 5

2.2. Принцип управления по возмущению……………………………… 6

2.3. Принцип обратной связи. Регулирование по отклонению……….. 7

3.Принцип комбинированного управления…………………………………. 9

4.Виртуальная лаборатория. Эксперименты по автоматике. Принципы управления…………………………………………………………………... 10

5.1.Описание виртуального лабораторного стенда ………………….. 11

5.2.Задание………………………………………………………………. 14

5.3.Подготовка к выполнению лабораторной работы………………... 14

5.4.Порядок выполнения работы………………………………………. 15

5.5.Содержание отчѐта………………………………………………….. 16

5.6.Контрольные вопросы……………………………………………… 17

6.Лабораторная работа № 6. Исследование системы управления по возмущению скорости двигателя………………………………………….. 19

6.1.Описание виртуального стенда……………………………………... 20

6.2.Задание………………………………………………………………... 22

6.3.Подготовка к выполнению лабораторной работы…………………. 23

6.4.Порядок выполнения лабораторной работы……………………….. 23

6.5.Содержание отчѐта…………………………………………………... 25

6.6.Контрольные вопросы……………………………………………….. 25

7.Лабораторная работа № 7. Исследование замкнутой системы регулирования скорости двигателя………………………………………... 28

7.1.Описание виртуального стенда……………………………………... 29

7.2.Задание………………………………………………………………... 31

7.3.Подготовка к выполнению лабораторной работы…………………. 31

7.4. Порядок выполнения лабораторной работы……………………… 32

7.5.Содержание отчѐта…………………………………………………. 33

7.6.Контрольные вопросы……………………………………………… 34

Лабораторные работы № 5-8 Принципы управления

8.Лабораторная работа № 8. Исследование комбинированной системы регулирования скорости двигателя………………………………………... 36

8.1.Описание виртуального стенда…………………………………….. 37

8.2.Задание………………………………………………………………. 39

8.3. Подготовка к выполнению лабораторной работы………………… 40

8.4.Порядок выполнения лабораторной работы………………………. 40

8.5.Содержание отчѐта………………………………………………….. 42

8.6.Контрольные вопросы………………………………………………. 42 Библиографический список ……………………………………………….. 44

2

Лабораторные работы № 5-8 Принципы управления

ВВЕДЕНИЕ

Современное состояние и перспективы развития космической техники во многом связаны с созданием многорежимных, управляемых в широком диапазоне изменения параметров, двигательных установок (ДУ) с жидкостными ракетными двигателями (ЖРД) многократного использования. Автоматическое управление – это осуществление совокупности воздействий на объект управления, с целью оптимизировать в определенном заданном смысле его состояние и поведение. Для создания надежных систем автоматического управления особенно остро встают вопросы построения функциональных схем и изучения статических и динамических характеристикЖРД.

Любой объект управления взаимодействует с внешней средой с помощью входов и выходов. Входы – это возможные воздействия на объект, выходы – это те сигналы, которые можно измерить. Например, для электродвигателя входами могут быть напряжение питания и нагрузка, а выходами – частота вращения вала, температура; для ЖРД входы - расход и соотношение компонентов топлива, выходы – давление в камере сгорания, тяга.

Теория автоматического регулирования позволяет ответить на вопрос: «как построить регулятор, который может управлять данным объектом так, чтобы достичь поставленной цели?» Для этого необходимо знать, как система управления будет реагировать на разные воздействия, то есть нужна модель системы: объекта, привода, датчиков, каналов связи, возмущений, шумов.

Методические указания содержат краткие теоретические сведения по теме «Фундаментальные принципы управления» и описание виртуальных лабораторных работ №5-8 для экспериментального исследования и снятия нагрузочных характеристик системы управления.

Издание соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 160700.65 «Проектирование авиационных и ракетных двигателей» (профиль «Проектирование жидкостных ракетных двигателей»), дисциплине «Автоматика и регулирование ЖРД.

Предназначены для студентов 4 курса.

3

Лабораторные работы № 5-8 Принципы управления

1. Краткие сведения из теории. Принципы управления

2. Фундаментальные принципы управления

4

Лабораторные работы № 5-8 Принципы управления

2.1. Принцип разомкнутого управления

5

Лабораторные работы № 5-8 Принципы управления

2.2. Принцип управления по возмущению

6

Лабораторные работы № 5-8 Принципы управления

2.3. Принцип обратной связи. Регулирование по отклонению

7